3.1.1 肺炎链球菌转化实验课件-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

情境启思 陪审团任务简报：寻找遗传物质的真身 各位陪审员，你们将共同审理一桩科学史上的关键悬案： 【核心争议】 染色体中的蛋白质与DNA，谁才是真正的遗传物质？ 【任务派发】 1. 审查三位关键证人提交的实验证据 2. 分析每项证据的逻辑链与证明力 3. 做出最终裁决并理解裁决的全部含义 【时间线】 1928 → 1944 → 1952 3.1 DNA是主要的遗传物质 Which one  do you want ? 第3章 基因的本质 课标要求 素养目标 1.概述多数生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在RNA分子上。 1.生命观念：理解DNA作为遗传物质的分子基础，认识遗传物质在生命延续中的核心作用，形成遗传信息观和分子进化观。 2.科学思维：通过分析经典实验的设计思路，培养批判性思维和逻辑推理能力；能够运用对照原则和变量控制原理分析实验。 3.科学探究：能够分析格里菲思、艾弗里、赫尔希等科学家的实验设计；能够设计简单实验验证某种物质是否为遗传物质。 4.社会责任:认识科学研究的曲折性和严谨性，培养实事求是的科学态度；理解DNA研究对医学、农业等领域的重要价值。 难点 重点 学习目标 4 1 格里菲思的体内转化实验 3 目录 烟草花叶病毒感染实验 2 艾弗里的体外转化实验 4 对遗传物质的早期推测 5 噬菌体侵染细菌实验 5 1 1866年 孟德尔发 现遗传定律 2 1891年 科学家描述 减数分裂全过程 3 1903年 萨顿假说： 基因和染色体存在平行关系 5 20世纪中叶 染色体主要由蛋白质和DNA组成 1909年 4 摩尔根证明： 基因在染色体上 遗传物质究竟是蛋白质还是DNA? 对遗传物质的早期推测 一 大多数科学家认为——蛋白质是遗传物质 “ 我们表示怀疑！” 艾弗里 赫尔希 格里菲思 蔡斯 对遗传物质的早期推测 一 20世纪20年代 20世纪30年代 氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息 蛋白质 DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子 DNA （少数支持） 对遗传物质的早期推测 一 合作探究：请同学们自主阅读教材P43，梳理下列问题，并做相应勾画标注。 1.肺炎链球菌的体内转化实验所用实验材料有哪些？ 2.S型细菌和R型细菌有什么区别？ 3.对比第一组和第二组、第三组和第四组的实验现象，你能得到什么结论？ 4.第四组活的S型细菌是如何出现的？ 5.本实验能得出什么结论？ 格里菲思的体内转化实验 二 1.实验材料 肺炎链球菌 类型　 菌落表面特点 菌体表面特点 致病性 S型细菌 R型细菌 有致病性 能使人患肺炎，使小鼠并发败血症死亡 无致病性 光滑 Smooth 粗糙 Rough 荚膜是一些细菌细胞壁外的一层胶状物质，主要成分是多糖。有荚膜的肺炎链球菌可抵抗小鼠体内吞噬细胞的吞噬，有利于细菌在小鼠体内生活并繁殖。 格里菲思的体内转化实验 二 2.实验过程 格里菲思的体内转化实验 二 注射R型活细菌 小鼠不死亡 第一组 注射S型活细菌 小鼠死亡,从体内分离出S型活细菌 第二组 注射加热致死的S型细菌 小鼠不死亡 第三组 小鼠死亡,从小鼠体内分离出S型活细菌 第四组 将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注射 格里菲思的体内转化实验 二 ①对比第一、二组和第二、三组的实验现象，这说明了什么？ ④什么使活R型细菌转变成活的S型细菌？ 由于体内有活的S型细菌的作用。 活的R型细菌转变成了活的S型细菌。 加热杀死的S型细菌使活的R型细菌发生了转化。 ②第四组小鼠为什么会死亡呢？ ③第四组活的S型细菌如何出现？ S型活细菌会使小鼠死亡。S型死细菌无毒 格里菲思的体内转化实验 二 你能从该实验中学习到哪些实验方法？ 实验要控制单一变量和设置对照组。 推断：加热致死的S型细菌中含有“转化因子”，能将活的R型细菌转化成S型细菌。 陪审团疑惑： “转化因子”是什么？ 格里菲思的体内转化实验 二 要确定“转化因子”是什么，关键思路是什么？ 关键思路：把S型细菌的各种物质分开，单独的、直接的观察它们的作用。 含R型细菌的培养基 分别加入 R型细菌？ S型细菌？ 观察菌落产生情况 加法原理 含R型细菌的培养基 提取液全部加入 R型细菌？ S型细菌？ 观察菌落产生情况 分别加入酶除去特定物质 减法原理 由于当时的技术有限，并不能彻底提纯这些物质。因此用酶解法，将物质单个排除，观察剩余提取物的转化活性来寻找转化因子。 艾弗里的体外转化实验 三 艾弗里的体外转化实验 三 有R型细菌的培养液 S型细菌的细胞提取液 + S型细菌 R型细菌 有R型细菌的培养液 S型细菌的细胞提取液 + S型细菌 R型细菌 混合 混合 有R型细菌的培养液 S型细菌的细胞提取液 + 混合 只长R型细菌 DNA酶 蛋白酶（或RNA酶、酯酶） 第一组 第二-四组 第五组 艾弗里的体外转化实验 三 S型细菌的细胞提取物 分别与R型细菌混合培养 蛋白酶 RNA酶 酯酶 DNA酶 R型、S型 R型、S型 R型、S型 R型、S型 R型 “转化因子”是DNA，DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。 结论 艾弗里的体外转化实验 三 艾弗里等人进一步分析了细胞提取物的理化特性，发现这些特性都与DNA的极为相似，于是得出结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质 有的人获得诺贝尔奖，是为自己增辉，有的人获奖却是为诺贝尔奖增辉。 艾弗里没有获得诺贝尔奖，是诺贝尔奖的遗憾，不是艾弗里的遗憾。 艾弗里的体外转化实验 三 最大的困难是：如何彻底去除细胞中含有的某种物质（糖类、脂质、蛋白质等） 该实验的设计遵循哪些原理？其巧妙之处是什么？在实际操作过程中最大的困难是什么？ 遵循单一变量原则和对照原则。 其巧妙之处在于：运用“减法原理”，即在每个实验组人为去除某个影响因素后，观察实验结果的变化。p46页 艾弗里的体外转化实验 三 【科学方法】 ——自变量控制中的“加法原理”和“减法原理” 加法原理 减法原理 含义：与常态比较，人为增加某种影响因 素的称为“加法原理”。 举例：“比较过氧化氢在不同条件下的分解”。 实验组 对照组 实验组 实验组 含义：与常态比较，人为去除某种影响因 素的称为“减法原理”。 举例：“艾弗里的肺炎链球菌转化实验” 每个实验组特异性去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质。 对照组 实验组 实验组 艾弗里的体外转化实验 三 拓展延伸---转化的实质： 蛋白质和核酸对于高温的耐受力是不同的。在80-100 ℃的温度范围内，蛋白质失活，DNA双链解开；当温度恢复至室温后，DNA双链能够重新恢复，但蛋白质的活性无法恢复。 基因重组 艾弗里的体外转化实验 三 项目 格里菲思体内转化实验 艾弗里体外转化实验 培养细菌 体内培养 体外培养 巧妙构思 用加热杀死的 和 活细菌混合注入小鼠体内，与用加热杀死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照实验，说明确实发生了转化 每个实验组用 特异性地去除S型细菌细胞提取物中的一种物质，然后培养R型活菌，看能否发生转化 观察指标 实验结论 已经被加热杀死的S型细菌体内含有某种促使R型活菌转化为S型活菌的活性物质——“ ” 是S型细菌的遗传物质 蛋白质等其他物质不是遗传物质 联系 ①所用材料相同，都是 ； ②体内转化实验是体外转化实验的基础，仅说明加热后杀死的S型细菌体内含有 ，体外转化实验进一步说明 ； ③实验设计都遵循 原则 小鼠 培养基 转化因子 DNA 某种“转化因子” “转化因子”是DNA R型和S型肺炎双球菌 对照原则、单一变量 S型细菌 R型 酶解法 小鼠是否死亡及体内是否有活的S菌 培养基中菌落类型 艾弗里的体外转化实验 三 1.在格里菲思所做的肺炎链球菌转化实验中，无毒性的R型活细菌与被加热致死的S型细菌混合后注射到小鼠体内，从小鼠体内分离出了有毒性的S型活细菌。某同学根据上述实验，结合现有生物学知识所做的下列推测中，不合理的是( ) A. 与R型菌相比，S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关 B. S型菌的DNA能够进入R型菌细胞影响蛋白质的合成 C. 加热杀死S型菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响 D. 将S型菌的DNA经DNA酶处理后与R型菌混合，可以得到S型菌 D 课堂小测 2.某科研小组在格里菲思实验的基础上增加了相关实验，实验过程如图所示。下列有关叙述正确的是(　 　) A.活菌甲在培养基上形成的菌落表面光滑 B.加热致死菌乙中的某种物质能使活菌甲转化成活菌乙 C.通过实验②，鼠2的血液中只能分离出活菌乙 D.鼠5死亡的原因是死菌甲中的某种物质能使死菌甲转化成活菌乙 B 课堂小测 感 谢 观 看 $